盾構(gòu)隧道縱向抗震性能研究及數(shù)值模擬.pdf

1、盾構(gòu)隧道是現(xiàn)代都市交通的重要組成部分，其地震安全性的研究具有極其重要的意義。目前對(duì)盾構(gòu)隧道抗震性能的研究嚴(yán)重不足，特別是針對(duì)盾構(gòu)隧道縱向抗震性能的研究更是少之又少。人們逐漸認(rèn)識(shí)到相關(guān)規(guī)范所推薦采用的地震系數(shù)法具有較大的局限性，采用合理等效模型的反應(yīng)位移法和動(dòng)力有限元法更為可取。
　　運(yùn)用彈性地基梁模型來(lái)模擬盾構(gòu)隧道的特性，建立了盾構(gòu)隧道縱向等效連續(xù)化模型。以某過(guò)江隧道為例，采用反應(yīng)位移法，計(jì)算了在7度地震(0.15g)作用下管片和

2、縱向連接螺栓的最大拉應(yīng)力值，并運(yùn)用動(dòng)力有限元模型予以驗(yàn)證，得出了以下成果及結(jié)論:
　　(1)在進(jìn)行盾構(gòu)隧道最大應(yīng)力分析時(shí)，忽略盾構(gòu)隧道管片的部分受拉狀態(tài)，只考慮其全截面受拉狀態(tài)。在志波由紀(jì)夫等效連續(xù)化模型的基礎(chǔ)上，考慮軸向力的影響，推導(dǎo)了盾構(gòu)隧道縱向剛度的改進(jìn)型等效連續(xù)化模型和盾構(gòu)隧道管片在全截面受拉狀態(tài)下的等效連續(xù)化模型。推導(dǎo)出的盾構(gòu)隧道等效彈性抗彎剛度為勻質(zhì)隧道彈性抗彎剛度的1/10，志波由紀(jì)夫推導(dǎo)出的等效彈性抗彎剛度為勻質(zhì)隧

3、道彈性抗彎剛度的1/15，臧小龍通過(guò)工程實(shí)測(cè)得到彈性抗彎剛度為勻質(zhì)隧道彈性抗彎剛度的1/5。結(jié)果表明，改進(jìn)的等效彈性抗彎剛度比比志波由紀(jì)夫推導(dǎo)出的等效彈性抗彎剛度更接近實(shí)際情況。
　　(2)在縱向連接螺栓達(dá)到屈服強(qiáng)度之后盾構(gòu)隧道便進(jìn)入了塑性階段，并基于此推導(dǎo)了盾構(gòu)隧道在塑性狀態(tài)下，由地震動(dòng)引起的軸向力計(jì)算公式。
　　(3)采用某過(guò)江隧道為例，通過(guò)建立盾構(gòu)隧道縱向抗震的有限元模型，計(jì)算隧道結(jié)構(gòu)的抗震性能，并與理論分析的結(jié)果進(jìn)行